DE4231311A1 - Ascertaining transmission channel pulse response - filtering received test signal to eliminate noise component before evaluation - Google Patents

Ascertaining transmission channel pulse response - filtering received test signal to eliminate noise component before evaluation

Info

Publication number
DE4231311A1
DE4231311A1 DE19924231311 DE4231311A DE4231311A1 DE 4231311 A1 DE4231311 A1 DE 4231311A1 DE 19924231311 DE19924231311 DE 19924231311 DE 4231311 A DE4231311 A DE 4231311A DE 4231311 A1 DE4231311 A1 DE 4231311A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
filter
filtered
output
digital
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19924231311
Other languages
German (de)
Other versions
DE4231311C2 (en
Inventor
Paul Walter Prof Dipl In Baier
Tobias Dipl Ing Felhauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19924231311 priority Critical patent/DE4231311C2/en
Publication of DE4231311A1 publication Critical patent/DE4231311A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE4231311C2 publication Critical patent/DE4231311C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/10Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • G01S13/26Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave
    • G01S13/28Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave with time compression of received pulses
    • G01S13/284Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave with time compression of received pulses using coded pulses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

A periodic or aperiodic test signal generated at the transmitter is filtered upon reception at the receiver to eliminate the correlated or uncorrelated noise component. The output of the filter (10) is separated into two parts using a decision algorithm. One of these parts is fed to a further filter (11), a transmission characteristic dependent on the test signal being used to estimate the transmission channel pulse response. Pref. the first filter is followed by a signal separator (14) employing the decision algorithm, coupled to a reduction filter (11) providing a filtered component which is combined with the remaining output of the separation stage. The signal separator may comprise a threshold circuit and an associated control logic (18). USE/ADVANTAGE - Accurate evaluation of pulse response using expanded pulse, e.g. for radar system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Einrichtung zur Durchfüh­ rung dieses Verfahrens.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device for implementation tion of this procedure.

Eine besonders vorteilhafte Anwendung eines solchen Ver­ fahrens und einer solchen Einrichtung liegt bei Pulsradar­ systemen.A particularly advantageous application of such a ver driving and such a facility lies with pulse radar systems.

Radarsysteme können als Einrichtungen zur Impulsantwort­ schätzung betrachtet werden. Der Radarsender sendet ein pulsförmiges Signal aus. Dieses durchläuft einen Kanal und gelangt zum Radarempfänger. Aus dem Empfangssignal, das aus dem erwünschten Signal und aus einem additiven Rausch­ signal besteht, soll die Impulsantwort des Kanals ge­ schätzt werden. Die Impulsantwort wird bestimmt durch die reflektierenden Objekte, die vom ausgesandten Signal ge­ troffen werden und die dieses zum Empfänger zurückstreuen. Durch Interpretation der geschätzten Impulsantwort kann man deshalb Informationen über Ort, Größe und Art der reflektierenden Objekte erhalten.Radar systems can act as impulse response devices estimate. The radar transmitter is transmitting pulse-shaped signal. This runs through a channel and reaches the radar receiver. From the received signal that from the desired signal and from an additive noise signal exists, the impulse response of the channel should be ge be appreciated. The impulse response is determined by the reflective objects from the emitted signal be hit and who scatter this back to the recipient. By interpreting the estimated impulse response therefore information about the location, size and type of get reflective objects.

Das Erzielen hoher Genauigkeit bei der Impulsantwort­ schätzung erfordert große Bandbreite und hohe Energie der gesendeten Impulse. Hohe Impulsenergie soll hierbei mit möglichst geringer Spitzenleistung der Senderendstufe erreicht werden, um den Senderaufwand klein zu halten. Die genannten Forderungen lassen sich bekanntlich durch Verwendung expandierter Impulse großen Zeit-Bandbreite- Produkts erfüllen.Achieving high accuracy in impulse response Estimation requires wide bandwidth and high energy sent impulses. High pulse energy is said to be involved the lowest possible peak power of the transmitter output stage  be achieved in order to keep the transmitter effort small. As is known, the requirements mentioned can be met Use of expanded impulses large time-bandwidth- Product.

Das Systemmodell, von dem die Erfindung ausgeht, zeigt Fig. 1, worin mit 1 ein Sender, mit 2 ein Übertragungs­ kanal, mit 3 ein Addierglied und mit 4 ein Empfänger bezeichnet ist. Allen auf eine Meßbandbreite B bandbe­ grenzten Signalformen wird im folgenden eine Folge von äquidistanten zeitdiskreten Abtastwerten im äquivalenten Tiefpaßbereich zugeordnet. Komplexe skalare Größen werden durch Unterstreichen gekennzeichnet. Matrizen und Vektoren sind in Fettdruck dargestellt. Die Symbole (.)* bzw. (.)T bedeuten konjugiert komplex bzw. transponiert.The system model from which the invention is based is shown in FIG. 1, wherein 1 denotes a transmitter, 2 a transmission channel, 3 an adder and 4 a receiver. All signal forms limited to a measurement bandwidth B bandbe are assigned a sequence of equidistant, time-discrete samples in the equivalent low-pass range. Complex scalar quantities are identified by underlining. Matrices and vectors are shown in bold. The symbols (.) * And (.) T mean conjugate complex or transposed.

Der expandierte SendeimpulsThe expanded send pulse

ª = (ª₁, ª₂ . . . ªN)T, (1)ª = (ª₁, ª₂... ª N ) T , (1)

der Länge N am Ausgang des Senders 1 nach Fig. 1 gelangt über den Übertragungskanal 2 mit der Impulsantwortthe length N at the output of the transmitter 1 according to FIG. 1 passes through the transmission channel 2 with the impulse response

x = (x₁, x₂ . . . x M)T, (2) x = ( x ₁, x ₂... x M ) T , (2)

bestehend aus M Entfernungstoren, denen jeweils eine komplexe Reflektivität x i i=1 . . . M, zugeordnet wird. Mit dem additiven Rauschenconsisting of M distance gates, each of which has a complex reflectivity x i i = 1. . . M is assigned. With the additive noise

n = (n₁, n₂ . . . n M+N-1)T, (3) n = ( n ₁, n ₂... n M + N-1 ) T , (3)

das durch das Addierglied 3 eingespeist wird, und der Toeplitz-Matrixwhich is fed by the adder 3 , and the Toeplitz matrix

berechnet sich das Empfangssignal zuthe received signal is calculated

e = (e₁, e₂ . . . e M+N-1)T = A x + n, (5) e = ( e ₁, e ₂ ... e M + N-1 ) T = A x + n , (5)

wobei A x die diskrete Faltung des expandierten Impulses ª mit der Impulsantwort x beschreibt.where A x describes the discrete convolution of the expanded impulse ª with the impulse response x .

Das bereits in der DE-PS 7 68 068 beschriebene und in der heutigen Praxis ausschließlich angewandte Prinzip der Signalverarbeitung im Empfänger 4 zur Lösung des Entfal­ tungsproblems bei der Bestimmung der Impulsantwort x aus dem Empfangssignal e bei a-priori bekanntem expandierten Sendeimpuls ª beruht auf der Filterung des Empfangssignals e mit einem auf den expandierten Sendeimpuls ª signalange­ paßten Filter (matched filter). Am Ausgang des als digi­ taler Korrelator implementierbaren signalangepaßten Fil­ ters ergibt sich der SchätzwertThe principle of signal processing in the receiver 4, already described in DE-PS 7 68 068 and exclusively used in today's practice, for solving the development problem in determining the impulse response x from the received signal e at an a priori known expanded transmission pulse ª is based on the Filtering of the received signal e with a filter matched to the expanded transmit pulse ª (matched filter). The estimated value is obtained at the output of the signal-matched filter which can be implemented as a digital correlator

MF = A*T e = (A*T A) x + A*T n (6) MF =A*T e = (A*T A)x +A*T n      (6)

der Kanalimpulsantwort x. Zum Berechnen des Schätzwertes MF sind M·N komplexe Multiplikationen auszuführen. Bei allen realen expandierten Impulsen ª verfälschen die Korrelationsnebenmaxima der Autokorrelationsfunktion als die Elemente außerhalb der Hauptdiagonalen der Matrix A*T A in Gleichung (6) die Schätzung MF der Impulsantwort x. Solche Verfälschungen können zur Vortäuschung nicht vor­ handener Ziele oder zur Maskierung von Korrelationshaupt­ spitzen aufgrund schwach reflektierender Ziele durch Korrelationsnebenmaxima aufgrund stark reflektierender Ziele führen. Deshalb muß man sich bisher auf die Verwen­ dung expandierter Impulse beschränken, die auf geringe Korrelationsnebenmaxima gezüchtet sind. Eine solche Be­ schränkung ist hinderlich, wenn signalformagile Radar­ systeme realisiert werden sollen, bei denen man aus einer möglichst großen Klasse expandierter Impulse auswählen möchte. Auch mit gezielt signalfehlangepaßten Filtern (mismatched filter) können die schädlichen Korrelationsne­ benmaxima bei einem um den Fehlanpassungsverlust geringe­ ren Signal-Stör-Verhältnis (SNR) am Filterausgang nur verringert und damit die mit den Korrelationsnebenmaxima verbundenen Probleme bei der Kanalschätzung nur gemildert werden.the channel impulse responsex. To calculate the estimate MF M · N complex multiplications are to be carried out. At all real expanded impulses ª falsify the Correlation secondary maxima of the autocorrelation function as the elements outside the main diagonals of the matrixA*T A  in equation (6) the estimate MF the impulse responsex. Such falsifications cannot be used to fake objectives or to mask the main correlation peak through due to weakly reflective targets Correlation secondary maxima due to highly reflective Lead goals. So you have to focus on the use so far limit the expansion of impulses that are low Correlation secondary maxima are grown. Such a Be Restriction is a hindrance when radar is signal-agile systems are to be realized in which one can build from one select the largest possible class of expanded impulses would like to. Also with specifically mismatched filters (mismatched filter) can remove the harmful correlation benmaxima with a small loss due to the mismatch signal-to-noise ratio (SNR) at the filter output only reduced and thus with the correlation secondary maxima related problems in channel estimation only mitigated become.

Eine vorteilhafte Alternative zur signal(fehl)angepaßten Filterung ist die im Aufsatz von T. Felhauer, F. Voigt, F.W. Baier und A. Mämmelä: "Die Optimalschätzung als vor­ teilhafte Alternative zur Korrelation in Radarsystemen mit expandierten Impulsen" in der Zeitschrift "AEÜ", Vol. 46, 1992, Seiten 32 bis 37 beschriebene erwartungstreue Opti­ malschätzung. Am Ausgang eines erwartungstreuen Optimal­ schätzers für unkorreliertes Rauschen n ergibt sich mit Gleichung (4) der SchätzwertAn advantageous alternative to signal (mismatched) filtering is the one in the article by T. Felhauer, F. Voigt, FW Baier and A. Mämmelä: "The optimal estimate as an advantageous alternative to the correlation in radar systems with expanded pulses" in the magazine "AEÜ"", Vol. 46, 1992, pages 32 to 37 described unbiased optimal estimate. At the output of an optimal estimator for uncorrelated noise n , equation (4) gives the estimated value

os = (A*T A)-1 A*T e = x + (A*T A)-1 A*T n (7) os = (A*T A)-1 A*T e =x + (A*T A)-1 A*T n      (7)

Nach Gleichung (7) kann der Schätzwert os in den wahren Wert der Kanalimpulsantwort x und in einen additiven Rauschanteil minimaler Varianz separiert werden und wird deshalb als optimaler erwartungstreuer Schätzwert bezeich­ net. Der Preis für die dank der Erwartungstreue vollstän­ dige Elimination der Korrelationsnebenmaxima ist eine im Vergleich zur signalangepaßten Filterung für eine große Klasse expandierter Impulse geringe SNR-Degradation.According to equation (7), the estimated value os in the real Value of the channel impulse responsex and into an additive Noise component of minimal variance can be separated therefore referred to as the optimal, true-to-expect estimate net. The price for the complete thanks to the expectations The elimination of the correlation secondary maxima is an im Comparison to signal-matched filtering for a large one Class of expanded impulses, low SNR degradation.

Der Algorithmus der erwartungstreuen Oprimalschätzung nach Gleichung (7), bei dem das Empfangssignal e mit einer M×(M + N-1) SchätzmatrixThe algorithm of the unbiased estimate according to equation (7), in which the received signal e has an M × (M + N-1) estimation matrix

M = [m ÿ] = (A*T A)-1 A*T (8) M = [ m ÿ ] = ( A * T A ) -1 A * T (8)

multipliziert wird, kann unter Verwendung eines digitalen Korrelators nach Fig. 2 mitcan be multiplied using a digital correlator according to FIG

L = 2 M + N-1 (9)L = 2 M + N-1 (9)

zeitvarianten Tap-Koeffizienten w i(k), i=1 . . . L, am Eingang von L Multiplizierern 6 und mit L-1 Verzögerungs­ elementen 5 sowie einem Summierglied 7 implementiert werden. Den Schätzwert os nach Gleichung (7) am Ausgang 8 des Korrelators erhält man, wenn sich die Tap-Koeffizien­ ten w i(k) gemäß den Elementen m ÿ in den unterschiedlichen Zeilen der Schätzmatrix M nach Gleichung (8) ändern. Zur Berechnung des Schätzwertes os sind somit M · (M + N-1) komplexe Multiplikationen auszuführen. Ist die Anzahl M der Entfernungstore der Kanalimpulsantwort x sehr viel größer als die Länge N des expandierten Impulses ª, was in Pulsradarsystemen häufig der Fall ist, so ist mit der erwartungstreuen Optimalschätzung ein im Vergleich zur signalangepaßten Filterung deutlich größerer Rechenaufwand verbunden. time-variant tap coefficientsw i(k), i = 1. . . L, on Input of L multipliers6 and with L-1 delay elements5 and a summing element7 implemented become. The estimate os according to equation (7) at the exit8th  of the correlator is obtained when the tap coefficients tenw i(k) according to the elementsm ÿ in different Rows of the estimation matrixM change according to equation (8). For Calculation of the estimate os are thus M · (M + N-1) perform complex multiplications. Is the number M the distance gates of the channel impulse responsex very much greater than the length N of the expanded pulse ª, which in Pulse radar systems is often the case with the an optimal estimate in comparison to the signal-adapted filtering significantly more computing effort connected.  

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zur hochauflösenden Kanalschätzung für Übertra­ gungssysteme, insbesondere Pulsradarsysteme, mit expan­ dierten Impulsen auf der Basis der erwartungstreuen Opti­ malschätzung zu schaffen, dessen Rechenaufwand bei an­ nähernd gleicher Genauigkeit des Schätzwertes der Kanal­ impulsantwort deutlich geringer ist als bei der erwar­ tungstreuen Optimalschätzung nach Gleichung (7).The invention has for its object a novel Procedure for high-resolution channel estimation for transmissions systems, especially pulse radar systems, with expan impulses based on the expected expectations To create a painting estimate, the computational effort at approximately the same accuracy of the estimated value of the channel impulse response is significantly lower than that of the expected The best estimate according to equation (7).

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is carried out in a generic method by the in the characterizing part of claim 1 specified features solved.

Zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfah­ rens und eine vorteilhafte Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.Appropriate developments of the inventive method rens and an advantageous device for carrying out of the method are in the further claims specified.

Im folgenden wird die ein Verfahren und eine Einrichtung zur aufwandsgünstigen hochauflösenden Kanalschätzung betreffende Erfindung anhand von Figuren erläutert.The following is a procedure and a setup for cost-effective high-resolution channel estimation relevant invention explained with reference to figures.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Darstellung des bereits erläuterten System­ modells, Fig. 1 is an illustration of the system already described model,

Fig. 2 die bereits beschriebene bekannte Möglichkeit zur Implementierung eines erwartungstreuen Optimal­ schätzers, FIG. 2 estimator known way to implement a loyal expected Optimal already described,

Fig. 3 die Separierung des erwartungstreuen Optimalschät­ zers in signalangepaßtes Filter und Nebenmaximal- Reduktionsfilter, Fig. 3, the separation of the unbiased optimum contemptuous in decomp matched filter and Nebenmaximal- reduction filter,

Fig. 4 die aufwandsgünstige suboptimale Möglichkeit nach der Erfindung zur Implementierung der erwartungs­ treuen Optimalschätzung, Fig. 4, the low-complexity sub-optimal way according to the invention for implementing the expectation true optimal estimation,

Fig. 4a die Autokorrelationsfunktion zu Fig. 4, Fig. 4a, the autocorrelation function of FIG. 4,

Fig. 4b die Korrelationsfunktion zu Fig. 4, FIG. 4b shows the correlation function of FIG. 4,

Fig. 5 eine typische Kanalimpulsantwort x in Pulsradar­ systemen, Fig. 5 shows a typical channel impulse response x in pulse radar systems,

Fig. 6a, b, c die Schätzwerte MF, I, II, Fig. 6a, b, c the estimates MF,I.,II,

Fig. 7 nachgefilterte Bereiche des Schätzwerts II, Fig. 7 filtered ranges of the estimate II,

Fig. 8 der resultierende Schätzwert als Überlagerung des Schätzwerts I und dem nachgefilterten Schätz­ wert II, Fig. 8 the resulting estimate  as an overlay of the estimateI. and the post-filtered estimate valueII,

Fig. 9 die Signal-Stör-Verhältnis (SNR)-Degradation d(L) abhängig von der Filterlänge L für einen Frank-Code der Länge N = 36, Fig. 9, the signal-to-noise ratio (SNR) Degradation d (L) dependent on the filter length L for a Frank code of length N = 36,

Fig. 10 das Blockschaltbild einer Einrichtung zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur aufwandsgünstigen hochauflösenden Kanalschätzung. Fig. 10 is a block diagram of a device for the implementing of the method for high-resolution low-cost channel estimation.

Um einen tieferen Einblick in die erwartungstreue Optimal­ schätzung zu erhalten und um einen anschaulichen Vergleich mit der signalangepaßten Filterung zu ermöglichen, ist in Fig. 3 der erwartungstreue Optimalschätzer 9 in die beiden Funktionsblöcke signalangepaßtes Filter 10 und Nebenmaxima-Reduktionsfilter 11 separiert dargestellt.In order to obtain a deeper insight into the optimal estimate that is true to expectations and to enable a clear comparison with the signal-adapted filtering, FIG. 3 shows the optimal estimate 9 that is true to expectations in the two function blocks signal-adapted filter 10 and secondary maximum reduction filter 11 .

Das signalangepaßte Filter 10 maximiert zunächst das Signal-Stör-Verhältnis γmax an dessen Ausgang 12, während das Nebenmaxima-Reduktionsfilter 11 die störenden Korrelationsnebenmaxima im Schätzwert MF eliminiert. Der Preis für diese Elimination der Korrelationsnebenmaxima ist ein am Ausgang 13 des Nebenmaxima-Reduktionsfilters 11 im Vergleich zum maximierten Signal-Stör-Verhältnis γmax um die SNR-Degradation d verringertes Signal-Stör-Ver­ hältnis γa. Die erwartungstreue Optimalschätzung stellt somit eine Erweiterung der Theorie der konventionellen signalangepaßten Filterung dar. Da jedoch im allgemeinen alle Elemente v ÿ der Matrix (A*T A)-1 von Null verschieden sind, ist die Implementierung des Nebenmaxima-Reduktions­ filters 11 mit sehr großem Aufwand verbunden. Eine auf­ wandsgünstige Möglichkeit zur Implementierung des Neben­ maxima-Reduktionsfilters 11 wird bei Betrachtung der unab­ hängig vom expandierten Impuls typischen Struktur der Ma­ trix (A*T A)-1 offensichtlich, die approximativ Toeplitz- strukturiert ist, d. h. alle Elemente in einer jeweiligen Diagonalen sind approximativ gleich, und bei der die Be­ träge | v ÿ | der Elemente v ÿ mit zunehmendem Abstand von der Hauptdiagonalen stark abnehmen.The matched filter10th first maximizes that Signal-to-interference ratio γMax at the exit12th, while the secondary maximum reduction filter11 the disruptive Correlation secondary maxima in the estimate MF eliminated. Of the Price for this elimination of the correlation secondary maxima is one at the exit13 of the secondary maximum reduction filter11  compared to the maximized signal-to-noise ratio γMax  Signal-Stör-Ver reduced by the SNR degradation d ratio γa. The optimal estimate, which is true to expectations thus an extension of the theory of conventional  matched filtering. However, since in general all elementsv ÿ the matrix (A*T A)-1 different from zero are, the implementation of the secondary maximum reduction filters11 associated with very great effort. One on Wall-friendly way to implement the secondary maxima reduction filter11 when considering the independent depending on the expanded impulse typical structure of the Ma trix (A*T A)-1 obviously, the approximate Toeplitz is structured, d. H. all elements in a respective Diagonals are approximately the same, and the Be sluggish |v ÿ | of the elementsv ÿ with increasing distance from of the main diagonals decrease sharply.

Approximiert man die Matrix durch eine ideal Toeplitz­ strukturierte Matrix, wobei z. B. die Elemente der mittle­ ren Zeile der Matrix (A*T A)-1 die Elemente in den jeweili­ gen Diagonalen der ideal Toeplitz-strukturierten Matrix bestimmen, und berücksichtigt man dabei nur die L betrags­ mäßig größten Elemente um die Hauptdiagonale der Matrix (A*T A)-1 so kann das Nebenmaxima-Reduktionsfilter 11 aufwandsgünstig suboptimal mit einem digitalen Korrelator nach Fig. 2 mit jedoch L zeitinvarianten Tap-KoeffizientenIf the matrix is approximated by an ideally structured Toeplitz matrix, z. B. the elements of the middle row of the matrix ( A * T A ) -1 determine the elements in the respective diagonals of the ideal Toeplitz-structured matrix, and taking into account only the L elements with the largest amounts around the main diagonal of the matrix ( A * T A ) -1 , the secondary maximum reduction filter 11 can be suboptimally inexpensive with a digital correlator according to FIG. 2, but with L time-invariant tap coefficients

implementiert werden. Fig. 4 verdeutlicht dies am Beispiel eines Barker Codes der Länge N gleich 13 als expandierter Sendeimpuls ª. Als Antwort auf einen einzelnen expandier­ ten Impuls ª erhält man am Ausgang des signalangepaßten Filters 10 die in Fig. 4a dargestellte Autokorrelations­ funktion. Diese Autokorrelationsfunktion wird mit einem Nebenmaxima-Reduktionsfilter 11, dessen L gleich 50 Koeffizienten gemäß Gleichung (9) aus der mittleren Zeile der Matrix (A*T A)-1 gewählt werden, gefiltert, so daß sich die in Fig. 4b dargestellte Korrelationsfunktion am Ausgang dieses Nebenmaxima-Reduktionsfilters 11 ergibt. Bei der Berechnung der Matrix (A*T A)-1 wurde von M gleich 500 Entfernungstoren der zu schätzenden Kanalimpulsantwort x ausgegangen.be implemented. Fig. 4 illustrates this using the example of a Barker code of length N equal to 13 as an expanded transmission pulse ª. In response to a single expanded pulse ª obtained at the output of the matched filter 10, the autocorrelation function shown in Fig. 4a. This autocorrelation function is filtered with a secondary maximum reduction filter 11 , whose L is equal to 50 coefficients selected according to equation (9) from the middle line of the matrix ( A * T A ) -1 , so that the correlation function shown in FIG Output of this secondary maximum reduction filter 11 results. When calculating the matrix ( A * T A ) -1 , M was assumed to equal 500 distance gates of the channel impulse response x to be estimated.

Neben einer Verringerung der Korrelationsnebenmaxima, die auch bei bekannten ähnlichen Verfahren auftritt, weist jedoch die Korrelationsfunktion (Fig. 4b) am Ausgang eines gemäß Gleichung (10) spezifizierten Nebenmaxima-Reduk­ tionsfilters 11 eine Besonderheit auf, die für die folgen­ den Überlegungen von grundlegender Bedeutung ist. Diese Besonderheit ist der unabhängig vom gewählten expandierten Sendeimpuls immer auftretende nebenmaximafreie Bereich um die Korrelationshauptspitze. Die Breite Δ dieses Bereichs kann bei einem beliebigen expandierten Impuls der Länge N allein durch die Anzahl L der Tap-Koeffizienten des Nebenmaxima-Reduktionsfilters 11 gemäßIn addition to a reduction in the correlation secondary maxima, which also occurs in known similar methods, the correlation function ( FIG. 4b) at the output of a secondary maximum reduction filter 11 specified according to equation (10) has a special feature which is of fundamental importance for the following considerations is. This special feature is the area around the main correlation peak, which always occurs regardless of the selected expanded transmission pulse. The width Δ of this range can be determined in accordance with any expanded pulse of length N solely by the number L of the tap coefficients of the secondary maximum reduction filter 11

Δ = L-(2N-1) + 1 (11)Δ = L- (2N-1) + 1 (11)

variiert werden. Dieser nebenmaximafreie Bereich tritt immer dann auf, wenn die gesamte zu filternde Autokorre­ lationsfunktion (Fig. 4a) am Ausgang des signalangepaßten Filters 10 innerhalb des als digitaler Korrelator implementierbaren Nebenmaxima-Reduktionsfilters 11 ist.can be varied. This secondary maximum-free area always occurs when the entire autocorrection function to be filtered ( FIG. 4a) is at the output of the signal-adapted filter 10 within the secondary maximum reduction filter 11 that can be implemented as a digital correlator.

Aufgrund einer komplexen Reflektivität x i berechnet sich bei additivem unkorreliertem Rausch n mit der Kovarianz­ matrixDue to a complex reflectivity x i , the additive uncorrelated noise n is calculated using the covariance matrix

R n = E(n n*T) = σ²n | (12) R n = E ( n n * T ) = σ² n | (12)

das maximale Signal-Stör-Verhältnis am Ausgang des signalangepaßten Filters 10 zuthe maximum signal-to-noise ratio at the output of the matched filter 10

Abhängig von der Anzahl L der Tap-Koeffizienten w i des Nebenmaxima-Reduktionsfilters 11 berechnet sich der Nutzanteil aufgrund der i-ten komplexen Reflektivität x i im i-ten Entfernungstor zuDepending on the number L of the tap coefficients w i of the secondary maximum reduction filter 11 , the useful portion is calculated on the basis of the i-th complex reflectivity x i in the i-th distance gate

Bezeichnet man die Elemente der Matrix A*T A mit bÿ, i, j=1 . . . M, wobei die Elemente b ÿ die Korrela­ tionen zwischen den Rauschwerten am Ausgang des signal­ angepaßten Filters 10 beschreiben, so läßt sich die Varianz des Rauschanteils im i-ten Entfernungstor am Ausgang des Nebenmaxima-Reduktionsfilters 11 zuThe elements of the matrix A * T A are denoted by b ÿ , i, j = 1. . . M, the elements b ÿ describing the correlations between the noise values at the output of the signal-matched filter 10 , the variance of the noise component in the i-th distance gate at the output of the secondary maximum reduction filter 11 can be

berechnen. Mit Gleichung (14) und Gleichung (15) berechnet sich das Signal-Stör-Verhältnis im i-ten Entfernungstor am Ausgang des Nebenmaxima-Reduktionsfilters 11 zuto calculate. Equation (14) and equation (15) are used to calculate the signal-to-interference ratio in the i-th distance gate at the output of the secondary maximum reduction filter 11

Abhängig von der Anzahl L der Tap-Koeffizienten w i des Nebenmaxima-Reduktionsfilters 11 berechnet sich die SNR- DegradationThe SNR degradation is calculated depending on the number L of the tap coefficients w i of the secondary maximum reduction filter 11

zuto

Die SNR-Degradation d(L) nach Gleichung (18) ist somit der Preis, den man für die Unterdrückung der Korrelationsne­ benmaxima durch das Nebenmaxima-Reduktionsfilter 11 zahlen muß.The SNR degradation d (L) according to equation (18) is thus the price that must be paid for the suppression of the correlation ne benmaxima by the secondary maximum reduction filter 11 .

Die in Fig. 4 erkennbaren Korrelationsnebenmaxima am Ausgang des Nebenmaxima-Reduktionsfilters 11 entstehen ausschließlich während des Ein- bzw. Auslaufens der zu filternden Autokorrelationsfunktion (Fig. 4a) in das bzw. aus dem Nebenmaxima-Reduktionsfilter 11. Die Höhe dieser Korrelationsnebenmaxima ist neben der Anzahl L der Tap- Koeffizienten des Nebenmaxima-Reduktionsfilters 11 im Gegensatz zur Breite des nebenmaximafreien Bereichs auch stark von der Wahl des expandierten Impulses ª abhängig.The correlation secondary maxima recognizable in FIG. 4 at the output of the secondary maximum reduction filter 11 arise exclusively during the entry or exit of the autocorrelation function to be filtered ( FIG. 4a) into or out of the secondary maximum reduction filter 11 . In addition to the number L of the tap coefficients of the secondary maximum reduction filter 11, the level of these secondary correlation maxima is also strongly dependent on the choice of the expanded pulse ª, in contrast to the width of the region free of secondary maxima.

Für den folgenden Algorithmus zur hochauflösenden Kanal­ schätzung sind die Korrelationsnebenmaxima, die beim Ein- und Auslaufen des zu filternden Signals in das Nebenmaxi­ ma-Reduktionsfilter 11 entstehen, ohne Bedeutung. Der Algorithmus nutzt lediglich den unabhängig vom gewählten expandierten Impuls stets auftretenden nebenmaximafreien Bereich um die Korrelationshauptspitze sowie die Informa­ tion aufgrund des als Zwischenschätzwert interpretierbaren Schätzwertes MF am Ausgang des signalangepaßten Filters 10. Weiterhin zeichnen sich in Pulsradarsystemen die zu schätzenden Kanalimpulsantworten x typischerweise durch einzelne Gruppen von eng benachbarten nichtverschwindenden Reflektivitäten aus. Fig. 5 zeigt den Betrag einer in Pulsradarsystemen typischen Kanalimpulsantwort, bestehend aus M gleich 500 Entfernungstoren, wobei lediglich in neun Entfernungstoren nichtverschwindende Reflektivitäten auf­ treten. Diese nichtverschwindenden Reflektivitäten sind als zwei Gruppen mit jeweils vier Reflektivitäten sowie eine Einzelreflektivität angeordnet.For the following algorithm on the high-resolution channel Estimation are the correlation secondary maxima that and leakage of the signal to be filtered into the secondary maxi ma reduction filter11 arise without meaning. Of the The algorithm only uses that regardless of the one selected expanded impulse always occurring side-maximum free Area around the main correlation peak as well as the informa tion based on what can be interpreted as an intermediate estimate Estimate MF at the output of the matched filter 10th. Furthermore, in pulsed radar systems estimating channel impulse responsesx typically through individual groups of closely neighboring non-vanishing Reflectivities.Fig. 5 shows the amount of one in Pulse radar systems typical channel impulse response, consisting 500 distance gates from M, but only in nine Distance gates on non-vanishing reflectivities to step. These are non-vanishing reflectivities as two groups with four reflectivities each a single reflectivity arranged.

Wird ein Frank Vielphasencode der Länge N gleich 36 als expandierter Impuls ª verwendet, so ergibt sich bei einem eingangsseitigen Signal-Stör-Abstand ae von 35 dB der in Fig. 6a dargestellte Schätzwert MF am Ausgang eines signalangepaßten Filters 10. Durch die störenden Korre­ lationsnebenmaxima werden die fünf kleinsten Reflektivitä­ ten maskiert, so daß lediglich die vier größten Reflekti­ vitäten detektiert werden können. Weiterhin kann der Schätzwert MF leicht in einen Teil I in dem die stören­ den Schätzfehler rein stochastischer Natur sind, siehe Fig. 6b, und in einen Teil II, in dem die störenden Schätzfehler hauptsächlich durch Korrelationsnebenmaxima bedingt sind, siehe Fig. 6c, separiert werden.If a Frank multiphase code of length N is equal to 36 as expanded momentum ª is used, so for input-signal-to-noise ratio ae of 35 dB the in Fig. 6a MF at the exit of a matched filter10th. Through the annoying corrections  lation secondary maxima become the five smallest reflectivities ten masked so that only the four largest reflections vities can be detected. Furthermore, the Estimate MF easily in one part I. in which they interfere the estimation errors are of a purely stochastic nature, see Fig. 6b, and in part IIin which the disturbing Estimation errors mainly due to correlation secondary maxima are conditional, seeFig. 6c.

Dem Teil I gehört auch die detektierte Einzelreflektivi­ tät an, da die Korrelationsnebenmaxima aufgrund dieser Reflektivität unterhalb des durch den eingangsseitigen Signal-Stör-Abstand ae sowie den Prozeßgewinn pmax be­ stimmten Rauschpegel am Ausgang des signalangepaßten Fil­ ters 10 liegen und somit nicht stören. Eine Nachfilterung von i ist somit nicht sinnvoll. Im Gegensatz dazu können durch die Korrelationsnebenmaxima im Teil II weitere Reflektivitäten maskiert sein, was eine Nachfilterung von II sinnvoll macht. Der Teil II kann weiterhin in zwei Bereiche separiert werden, die unabhängig voneinander nachgefiltert werden können. Da diese Bereiche bekannter Länge als Ganzes vorliegen, kann das Ein- und Auslaufen dieser Bereiche in das nach Gleichung (10) spezifizierte Nebenmaxima-Reduktionsfilter 11 vermieden werden.The part I. belongs also to the detected single reflectives act because the correlation secondary maxima due to this Reflectivity below that through the input side Signal-to-noise ratio ae as well as the process gain pMax be were the noise levels at the output of the signal-adapted fil ters10th lie and therefore not disturb. Post-filtering from i is therefore not useful. In contrast, you can by the correlation secondary maxima in the part II Further Reflectivities must be masked, which is a post-filtering of II makes sense. The part II can continue in two Areas are separated that are independent of each other can be filtered. Because these areas are more well known Length as a whole, the entry and exit can be of these ranges into that specified in equation (10) Secondary maximum reduction filter11 be avoided.

Wird bei einer Länge Lx des zu filternden Bereichs von II die Anzahl L der Tap-Koeffizienten des Nebenmaxima-Re­ duktionsfilters 11 zuIf the length is Lx of the range of to be filtered II  the number L of the tap coefficients of the secondary maxima Re production filter11 to

L = 2 Lx (19)L = 2 L x (19)

gewählt, so kann gewährleistet werden, daß der zu filtern­ de Bereich von II während der Lx Taktschritte zum Berech­ nen des nachgefilterten Schätzwertes stets vollständig in­ nerhalb des Nebenmaxima-Reduktionsfilters 11 bewegt wird, und damit die Korrelationsnebenmaxima eliminiert werden. Fig. 7 zeigt II nach einer Filterung der einzelnen Berei­ che mit dem nach Gleichung (10) und Gleichung (19) spezi­ fizierten Nebenmaxima-Reduktionsfilter 11. Fig. 8 zeigt den resultierenden Schätzwert der Kanalimpulsantwort als Überlagerung des ungefilterten Bereiches und des nachge­ filterten Bereiches. Man erkennt, daß nun sämtliche Re­ flektivitäten eindeutig detektiert werden können.selected, it can be ensured that the filter range of II during the Lx Cycle steps for calc of the post-filtered estimate is always completely in within the secondary maximum reduction filter11 is moved, and thus the correlation secondary maxima are eliminated. Fig. 7 shows II after filtering the individual areas che with the speci. according to equation (10) and equation (19) secondary maximum reduction filter11.Fig. 8 shows the resulting estimate of the channel impulse response as Overlay of the unfiltered area and the post filtered area. It can be seen that all Re flexibility can be clearly detected.

Während im Teil I maximaler Prozeßgewinn pmax vorliegt, tritt in den nachgefilterten Bereichen von II abhängig von der zur Nachfilterung erforderlichen Anzahl L der Tap- Koeffizienten nach Gleichung (18) die SNR-Degradation d(L) nach Gleichung (18) auf. In Fig. 9 ist die SNR-Degradation d(L) für einen Frank Code der Länge N gleich 36 über der normierten Filterlänge L/N aufgetragen. Mit den Längen Lx1 gleich 103 und Lx2 gleich 72 können den entsprechenden Bereichen von II mit Gleichung (19) und Fig. 9 die SNR- Degradationen d(Lx1) gleich 1,6 dB und d(Lx2) gleich 1,85 dB zugeordnet werden.While in part I. maximum process gain pMax is present occurs in the filtered areas of II dependent of the number L of tapes required for post-filtering Coefficients according to equation (18) the SNR degradation d (L) according to equation (18). InFig. 9 is the SNR degradation d (L) for a Frank code of length N equal to 36 over the normalized filter length L / N. With the lengths Lx1  equal to 103 and Lx2 72 can match the corresponding Areas of II with equation (19) andFig. 9 the SNR Degradations d (Lx1) equal to 1.6 dB and d (Lx2) equal 1.85 dB can be assigned.

Der nachfolgenden Tabelle ist die Anzahl der komplexen Multiplikationen für die jeweiligen Schätzalgorithmen zur Bestimmung eines Schätzwertes angegeben.The table below is the number of complex Multiplications for the respective estimation algorithms Determination of an estimated value given.

Für das Beispiel nach Fig. 6 bis 8 konnte die Anzahl der komplexen Multiplikationen zur Berechnung eines quasi nebenmaximafreien Schätzwertes mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur hochauflösenden Kanalschätzung von 267500 bei erwartungstreuer Optimalschätzung auf 33793 oder 12,6% reduziert werden. Im Vergleich zur signalangepaßten Filterung wird eine deutlich verbesserte Dynamik durch einen geringen Mehraufwand erreicht. Da der nebenmaxima­ freie Bereich im Ausgangssignal des Nebenmaxima-Reduk­ tionsfilters 11 unabhängig vom gewählten expandierten Impuls auftritt, ist der Systemdesigner bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur hochauflösenden Kanal­ schätzung nicht länger auf eine kleine Klasse speziell gezüchteter expandierter Impulse mit guten Korrelations­ eigenschaften beschränkt. Die daraus resultierende Signal­ formvielfalt ist besonders interessant, wenn ein signal­ formagiles Pulsradarsystem realisiert werden soll.For the example according to FIGS. 6 to 8, the number of complex multiplications for calculating a quasi-secondary maxima-free estimated value could be reduced to 33793 or 12.6% with the inventive method for high-resolution channel estimation from 267500 with optimal expectations. Compared to the signal-adapted filtering, a significantly improved dynamic is achieved through a little additional effort. Since the side maxima free area in the output signal of the side maxima reduction filter 11 occurs independently of the selected expanded pulse, the system designer is no longer restricted to a small class of specially bred expanded pulses with good correlation properties when using the method according to the invention for high-resolution channel estimation. The resulting variety of signal shapes is particularly interesting if a signal-formable pulse radar system is to be implemented.

Im folgenden wird anhand von Fig. 10 eine vorteilhafte Einrichtung zur Implementierung des Verfahrens zur aufwandsgünstigen hochauflösenden Kanalschätzung nach der Erfindung beschrieben.An advantageous device for implementing the method for cost-effective high-resolution channel estimation according to the invention is described below with reference to FIG. 10.

Das Empfangssignal e gelangt zunächst auf ein in konven­ tionellen Radarempfängern bereits vorhandenes signalange­ paßtes Filter 10. Der Schätzwert MF am Ausgang 12 des signalangepaßten Filters 10 wird durch eine von einer Steuerlogik 18 gesteuerte Schwellwertschaltung 14 in einen nicht weiter zu filternden Teil I am Ausgang 16 und in einen durch störende Korrelationsmaxima verfälschten Teil II am Ausgang 15 separiert. Der durch die Länge N des expandierten Impulses festgelegte Prozeßgewinn pmax des signalangepaßten Filters 10 und der eingangsseitige Signal-Stör-Abstand γe bestimmen den zur Separierung notwendigen Rauschpegel am Ausgang 12 des signalangepaßten Filters 10. Die Teile I bzw. II werden zunächst in digitalen Speichern 19 bzw. 17 zwischengespeichert. Die einzelnen Bereiche von II werden nun sequentiell nachge­ filtert. Hat ein Bereich von II die Länge Lx, so werden die ersten 2·Lx Tap-Koeffizienten w i des als digitaler Korrelator implementierbaren Nebenmaxima-Reduktionsfilters 11 gemäß Gleichung (9) aktiviert. Der zu filternde Bereich der Länge Lx von II wird in die ersten Lx Speicherzellen eines Schieberegisters 22 geladen. Während den folgenden Lx Taktschritten wird der zu filternde Bereich von II mit den zuvor durch die Steuerlogik 18 aktivierten Tap-Koeffi­ zienten w i, i=1 . . . 2Lx, korreliert. Am Ausgang 20 eines Summiergliedes 7 ergibt sich dabei der von störenden Kor­ relationsnebenmaxima befreite Bereich des nachgefilterten Teiles II. Der zur Nachfilterung verwendete digitale Korrelator (Nebenmaxima-Reduktionsfilter 11) besteht aus einem Schieberegister 22 mit 2M Speicherzellen, 2M Multi­ plizierern 6 zum Einspeisen der maximal 2M aktivierten Tap-Koeffizienten w i und dem Summierglied 7. Die maximale Anzahl von 2M Tap-Koeffizienten wird jedoch nur aktiviert, falls der gesamte Schätzwert am Ausgang 12 des signalange­ paßten Filters 10 durch störende Korrelationsnebenmaxima verfälscht ist, d. h. wenn MF gleich II ist. Nachdem alle Bereiche von II nachgefiltert wurden, wird im digitalen Speicher 19 durch Überlagerung von I mit dem nachgefil­ terten Teil II der resultierende Schätzwert ermittelt und am Ausgang 21 ausgegeben.The receive signale first comes to a in convents tional radar receivers already available suitable filter10th. The estimate MF at the exit12th of matched filter10th is replaced by one by one Control logic18th controlled threshold switching14 in a part not to be further filtered I. at the exit16 and in a part falsified by disturbing correlation maxima II at the exit15 separated. The by the length N of the expanded momentum process gain pMax of matched filter10th and the input side Signal-to-noise ratio γe determine the one for separation necessary noise level at the output12th of the matched signal Filters10th. The parts I. respectively. II are first in digital storage19th respectively.17th cached. The individual areas of II are now sequentially followed up filters. Has a range of II the length Lx, so be the first 2 · Lx Tap coefficientsw i the digital one Correlator implementable secondary maximum reduction filter 11 activated according to equation (9). The area to be filtered the length Lx from II is in the first Lx Memory cells a shift register22 loaded. During the following Lx The area to be filtered is incremented by II With the one previously through the control logic18th activated Tap Koeffi targetedw i, i = 1. . . 2Lx, correlated. At the exit20th one Adding element7 this results in that of annoying Kor relationsnebenmaxima freed area of the filtered Part II. The digital used for post-filtering Correlator (secondary maximum reduction filter11) consists  a shift register22 with 2M memory cells, 2M Multi plice6 to feed the maximum 2M activated Tap coefficientsw i and the summing element7. The maximal Number of 2M tap coefficients is only activated, if the total estimate at the exit12th of the signalange matched filters10th due to disturbing correlation secondary maxima is adulterated, d. H. if MF equal II is. After all Areas of II have been filtered, is in digital Storage19th by overlaying I. with the follow-on part II the resulting estimate  determined and at the exit21 spent.

Die zur Nachfilterung maximal benötigten 2M Tap-Koeffi­ zienten können für den verwendeten expandierten Sendeim­ puls a-priori off-line berechnet und in einem der digita­ len Speicher 17 oder 19 abgelegt werden. Da die Genauig­ keit des Schätzwertes am Ausgang 21 der Einrichtung nach Fig. 10 nur noch in geringem Maße von den Korrelations­ eigenschaften des expandierten Sendeimpulses abhängt, kann das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft in signalformagilen Radarsystemen angewendet werden, da der Systemdesigner bei der Wahl der expandierten Impulse nicht mehr auf eine Klasse von speziell gezüchteten Signalformen beschränkt ist. In einem signalformagilen Radarsystem müs­ sen für alle verwendeten expandierten Impulse die entspre­ chenden 2M Tap-Koeffizienten gemäß Gleichung (10) off-line berechnet und in einem digitalen Speicher im Empfänger abgelegt werden. Bei Anwendung der erwartungstreuen Optimalschätzung nach Gleichung (7) müßte dagegen für jeden verwendeten expandierten Impuls eine komplette Schätzmatrix M mit M·(M + N-1) Elementen im Empfänger abgespeichert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit nicht nur wesentlich aufwandsgünstiger (siehe die vorher bereits erläuterte Tabelle), sondern auch sehr viel speichereffizienter implementierbar als die erwartungs­ treue Optimalschätzung.The maximum 2M tap coefficients required for post-filtering can be calculated a-priori off-line for the expanded transmission pulse used and stored in one of the digital memories 17 or 19 . Since the accuracy of the estimated value at the output 21 of the device according to FIG. 10 depends only to a small extent on the correlation properties of the expanded transmission pulse, the method according to the invention can be used particularly advantageously in signal-formable radar systems, since the system designer chooses the expanded pulses is no longer limited to a class of specially bred waveforms. In a signal-formable radar system, the corresponding 2M tap coefficients must be calculated off-line according to equation (10) for all the expanded pulses used and stored in a digital memory in the receiver. In contrast, if the optimal estimate according to equation (7) is used, a complete estimation matrix M with M · (M + N-1) elements would have to be stored in the receiver for each expanded pulse used. The method according to the invention is thus not only significantly less expensive (see the table already explained above), but also can be implemented much more memory-efficiently than the optimal estimate that is true to expectations.

Durch eine geringfügige Modifikation der Steuerlogik 18 kann mit der Einrichtung nach Fig. 10 auch erreicht wer­ den, daß jeweils nur Reflektivitäten besonders interessie­ render Entfernungstore ohne systematische Fehler aufgrund von Korrelationsnebenmaxima und damit mit größter Genauig­ keit geschätzt werden. Eine solche Modifikation wäre in einem Zielverfolgungsradar von besonderer Bedeutung, wo die Entfernung von Objekten durch den Verfolgungsalgorith­ mus in einem bestimmten Bereich a-priori bekannt ist.By a slight modification of the control logic 18 can also be achieved with the device according to FIG. 10 who the that only reflectivities of particular interest render distance gates without systematic errors due to correlation secondary maxima and thus be estimated with the greatest accuracy. Such a modification would be of particular importance in a target tracking radar, where the distance of objects by the tracking algorithm is known a priori in a certain area.

Claims (11)

1. Verfahren zum Bestimmen der Impulsantwort x(t) eines Übertragungskanals mit expandierten Impulsen aus einem Empfangssignal e(t) unter Nutzung der Kenntnis des in einem Sender erzeugten periodischen oder aperiodischen Testsignals a(t), wobei das Empfangssignal e(t), dem ein korreliertes oder unkorreliertes Störsignal n(t) überla­ gert sein kann, in einem Empfänger zunächst einem auf das Testsignal a(t) signalangepaßten Filter zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des signalangepaßten Filters (10) durch einen beliebigen Entscheidungsalgorithmus in einen nachzufilternden Teil und einen nicht nachzufilternden Teil separiert wird, wobei der nachzufilternde Teil einem weiteren Filter (11) zugeführt wird, dessen Übertragungs­ verhalten durch das Testsignal a(t) und die Breite des nachzufilternden Teils bestimmt ist und das unabhängig vom Typ des Testsignals a(t) die störenden Korrelationsneben­ maxima dadurch eliminiert, daß es einen erwartungstreuen Schätzwert der Impulsantwort des Übertragungskanals innerhalb des dem nachzufilternden Teil zugeordneten Zeit­ bereichs ermittelt.1. A method for determining the impulse response x (t) of a transmission channel with expanded pulses from a received signal e (t) using knowledge of the periodic or aperiodic test signal a (t) generated in a transmitter, wherein the received signal e (t), the a correlated or uncorrelated interference signal n (t) may be superimposed, in a receiver is first fed to a filter adapted to the test signal a (t), characterized in that the output signal of the signal-adapted filter ( 10 ) by any decision algorithm into a filter to be subsequently filtered Part and a part not to be filtered is separated, the part to be filtered being fed to a further filter ( 11 ), the transmission behavior of which is determined by the test signal a (t) and the width of the part to be filtered and which is independent of the type of the test signal a (t ) eliminates the disturbing correlation maxima in that it is true to expectations Estimated value of the impulse response of the transmission channel is determined within the time range assigned to the part to be filtered. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des dem signalangepaßten Filter folgenden Filters suboptimal die störenden Korrelationsnebenmaxima nur soweit unterdrückt werden, daß sie im ausgangsseitigen Rauschen verschwinden.2. The method according to claim 1, characterized, that by means of the filter matched to the signal Filters the disturbing secondary correlation maxima suboptimally only be suppressed to the extent that they are in the output side Noises disappear. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal-Stör-Verhältnis des Signals vor und/oder nach dem signalangepaßten Filter zunächst durch kohärente und/oder inkohärente Integration erhöht wird, um die nach­ folgende Separierung einfacher durchführen zu können.3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that the signal-to-noise ratio of the signal before and / or  after the matched filter, first by coherent and / or incoherent integration is increased by the post to be able to carry out the following separation more easily. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entscheidungsalgorithmus zur Separierung des Signals am Ausgang des signalangepaßten Filters eine Trennschwelle steuert.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized, that the decision algorithm for separating the Signals at the output of the matched filter Control threshold. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangssignal im Empfänger vor der Weiterverar­ beitung zuerst digitalisiert wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized, that the received signal in the receiver before further processing processing is digitized first. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Pulsradar-Empfänger.6. The method according to any one of the preceding claims, marked by use in a pulse radar receiver. 7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (12) des signalangepaßten Filters (10) mit einer durch den Entscheidungsalgorithmus beeinflußten Signalseparierungseinrichtung (14) verbunden ist, daß der Ausgang für den nachzufilternden Ausgangssignalanteil der Signalseparierungseinrichtung (14) mit einem Nebenmaxima- Reduktionsfilter (11) verbunden ist, und daß das dem Ausgang für den nicht nachzufilternden Signalanteil und das über das Nebenmaxima-Reduktionsfilter (11) geführte Signal zu einem gemeinsamen Ausgangssignal zusammengefaßt sind. 7. Device for performing the method according to one of the preceding claims, characterized in that the output ( 12 ) of the matched filter ( 10 ) is connected to a signal separation device ( 14 ) influenced by the decision algorithm, that the output for the output signal portion of the signal separation device to be filtered ( 14 ) is connected to a secondary maximum reduction filter ( 11 ), and that the output for the signal portion not to be refiltered and the signal passed through the secondary maximum reduction filter ( 11 ) are combined to form a common output signal. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalseparierungseinrichtung durch eine steuerbare Schwellwertschaltung (14) in Verbindung mit einer Steuerlogik (18) realisiert ist.8. Device according to claim 7, characterized in that the signal separation device is realized by a controllable threshold circuit ( 14 ) in connection with a control logic ( 18 ). 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Filter (10, 11) in analoger Technik realisiert sind, insbesondere in Form elektroakustischer angezapfter Verzögerungsleitungen oder elektroakustischer Convolver.9. Device according to one of claims 7 and 8, characterized in that all filters ( 10 , 11 ) are implemented in analog technology, in particular in the form of electroacoustic tapped delay lines or electroacoustic convolvers. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Filter (10, 11) durch Korrelatoren mit zeit­ varianten und/oder zeitinvarianten Bewertungskoeffizienten in digitaler Technik realisiert sind und zur Steuerung des Verfahrensablaufs ein oder mehrere digitale Prozessoren oder andere digitale Steuereinheiten vorgesehen sind.10. Device according to one of claims 7 and 8, characterized in that all filters ( 10 , 11 ) are implemented by correlators with time variants and / or time-invariant evaluation coefficients in digital technology and one or more digital processors or other digital ones for controlling the process sequence Control units are provided. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (12) des signalangepaßten Filters (10) mit dem Eingang einer Schwellwertschaltung (14), deren Schwel­ le von einer Steuerlogik (18) gesteuert wird, verbunden ist, daß die Schwellwertschaltung zwei Ausgänge (16, 15) aufweist, von denen der eine (16) den nicht weiter zu fil­ ternden Signalteil ( I) an einen ersten Eingang eines ebenfalls von der Steuerlogik (18) gesteuerten, ersten digitalen Speichers (19) abgibt und von denen der andere (15) den nachzufilternden Signalteil ( II) an einen Eingang eines auch von der Steuerlogik (18) gesteuerten, zweiten digitalen Speichers (17) leitet, daß der Ausgang des zweiten digitalen Speichers (17) mit einem das Nebenmaxima-Reduktionsfilter (11) bildenden, digitalen Korrelator verbunden ist, der aus einem Schieberegister (22) mit 2M Speicherzellen, 2M Multiplizierern (6) zum Einspeisen von maximal 2M durch die Steuerlogik (18) zuvor aktivierten Tap-Koeffizienten (wi; i=1 . . . 2M) und einem Summierglied (7) zusammengesetzt ist, daß der Ausgang (20) des Summierglieds mit einem zweiten Eingang des ersten digitalen Speichers (19) verbunden ist, und daß im ersten digitalen Speicher (19) der nicht nachgefilterte ( I) und der nachgefilterte Teil ( TE) des Signals, d. h. die seinen beiden Eingängen zugeführten Signalteile, überlagert werden und einen resultierenden Schätzwert ( ) ergeben, der am Ausgang (21) des ersten digitalen Speichers (19) abgenommen wird.11. The device according to claim 10, characterized, that the exit (12th) of the matched filter (10th) With the input of a threshold circuit (14) whose smolder le of a control logic (18th) is controlled, connected is that the threshold circuit has two outputs (16,15) one of which (16) the fil no further interfering signal part ( I.) to a first input of a also from the control logic (18th) controlled first digital storage (19th) and the other (15) the signal part to be filtered ( II) at one Input one also from the control logic (18th) controlled, second digital memory (17th) directs that the exit the second digital memory (17th) with one that  Secondary maximum reduction filter (11) educational, digital Correlator is connected which consists of a shift register (22) with 2M memory cells, 2M multipliers (6) to the Feed in of a maximum of 2M through the control logic (18th) before activated tap coefficients (wi; i = 1. . . 2M) and one Summing element (7) is composed that the output (20th) of the summing element with a second input of the first digital storage (19th) is connected, and that in the first digital storage (19th) the unfiltered ( I.) and the filtered part ( TE) of the signal, d. H. his signal parts fed to both inputs, superimposed and a resulting estimate ( ) result, the one at the exit (21) of the first digital memory (19th) is removed.
DE19924231311 1992-09-18 1992-09-18 Method for determining the impulse response of a transmission channel with expanded impulses and device for carrying out this method Expired - Fee Related DE4231311C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19924231311 DE4231311C2 (en) 1992-09-18 1992-09-18 Method for determining the impulse response of a transmission channel with expanded impulses and device for carrying out this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19924231311 DE4231311C2 (en) 1992-09-18 1992-09-18 Method for determining the impulse response of a transmission channel with expanded impulses and device for carrying out this method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4231311A1 true DE4231311A1 (en) 1994-03-24
DE4231311C2 DE4231311C2 (en) 1998-06-04

Family

ID=6468299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19924231311 Expired - Fee Related DE4231311C2 (en) 1992-09-18 1992-09-18 Method for determining the impulse response of a transmission channel with expanded impulses and device for carrying out this method

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4231311C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2745639A1 (en) * 1996-02-29 1997-09-05 Siemens Ag RADAR SYSTEM
EP0802427A2 (en) * 1996-04-18 1997-10-22 Deutsche Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V. Process for determining the impulse response of a band-limited high resolution radar channel in an economically favourable way
EP1162759A2 (en) * 2000-06-07 2001-12-12 IAD Gesellschaft für Informatik, Automatisierung und Datenverarbeitung mbH Determination of the transfer function in power line communication
EP3699629A1 (en) * 2019-02-19 2020-08-26 NXP USA, Inc. Receiver units and systems with mismatch filters for mimo radar, and design methods therefor
CN117214845A (en) * 2023-11-08 2023-12-12 中国科学院空天信息创新研究院 Radar receiver testing arrangement

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE768068C (en) * 1940-03-22 1955-06-10 Julius Pintsch Kommanditgesell Distance measurement method
DE3811282A1 (en) * 1988-04-02 1989-10-12 Licentia Gmbh ARRANGEMENT FOR IMPULSE COMPRESSION
US5070337A (en) * 1991-04-05 1991-12-03 Chen Xiao H Optimization method and an optimized filter for sidelobe suppression

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE768068C (en) * 1940-03-22 1955-06-10 Julius Pintsch Kommanditgesell Distance measurement method
DE3811282A1 (en) * 1988-04-02 1989-10-12 Licentia Gmbh ARRANGEMENT FOR IMPULSE COMPRESSION
US5070337A (en) * 1991-04-05 1991-12-03 Chen Xiao H Optimization method and an optimized filter for sidelobe suppression

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE 42 30 558 (älterer Zeitrang) FELHAUER *
MÄMMELÄ, A.: Die Optimalschätzung als vorteilhafte Alternative zur Korrelation in Radarsystemen mit expandierten Impulsen. In: AEÜ, Vol. 46, 1992, No. 1, S. 32-38 *
T. *
VOIGT, P. BAIER, P.W. *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2745639A1 (en) * 1996-02-29 1997-09-05 Siemens Ag RADAR SYSTEM
EP0802427A2 (en) * 1996-04-18 1997-10-22 Deutsche Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V. Process for determining the impulse response of a band-limited high resolution radar channel in an economically favourable way
DE19615353A1 (en) * 1996-04-18 1997-10-23 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Method for the cost-effective determination of an impulse response of a high-resolution band-limited radar channel
DE19615353C2 (en) * 1996-04-18 1998-05-20 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Method for the cost-effective determination of an impulse response of a high-resolution band-limited radar channel
EP0802427A3 (en) * 1996-04-18 1998-08-05 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Process for determining the impulse response of a band-limited high resolution radar channel in an economically favourable way
US5805107A (en) * 1996-04-18 1998-09-08 Deutsche Forschungsanstalt Fur Luft-Und Raumfahrt E.V. Cost-effective method for determining a pulse response of a high-resolution, band-limited radar channel
EP1162759A2 (en) * 2000-06-07 2001-12-12 IAD Gesellschaft für Informatik, Automatisierung und Datenverarbeitung mbH Determination of the transfer function in power line communication
EP1162759A3 (en) * 2000-06-07 2002-09-11 IAD Gesellschaft für Informatik, Automatisierung und Datenverarbeitung mbH Determination of the transfer function in power line communication
EP3699629A1 (en) * 2019-02-19 2020-08-26 NXP USA, Inc. Receiver units and systems with mismatch filters for mimo radar, and design methods therefor
CN117214845A (en) * 2023-11-08 2023-12-12 中国科学院空天信息创新研究院 Radar receiver testing arrangement
CN117214845B (en) * 2023-11-08 2024-01-26 中国科学院空天信息创新研究院 Radar receiver testing arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
DE4231311C2 (en) 1998-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69909497T2 (en) CLOCK RECOVERY FOR A HIGH-RATE DIGITAL COMMUNICATION SYSTEM BASED ON ADAPTIVE EQUALIZER IMPULSE RESPONSE CHARACTERISTICS
DE60101986T2 (en) Channel estimation sequence and method for estimating a transmission channel using such a sequence for channel estimation
DE69736444T2 (en) Efficient multi-channel filtering for CDMA modems
EP0428199B1 (en) Receiver for digital communication system with channel estimator
EP0490427B1 (en) Receiver with at least two receive branches
EP1825602B1 (en) Apparatus and method for determining a correlation maximum
DE69634466T2 (en) Multi-User Reception for CDMA
DE2752338C2 (en) Radar receiver
DE2917285A1 (en) DIGITAL SPECTRAL ANALYZER
DE4231311C2 (en) Method for determining the impulse response of a transmission channel with expanded impulses and device for carrying out this method
EP1847028B1 (en) Device and method for determining an arrival moment of a reception sequence
DE10316803B4 (en) Method and apparatus for channel estimation in radio systems by MMSE-based recursive filtering
DE10350362A1 (en) Method for predicting a channel coefficient
DE3523972C2 (en)
DE10250361A1 (en) Device and method for processing pilot symbols for channel estimation using adaptive low-pass filtering
DE10337068B4 (en) Adaptive channel estimation by varying the integration length in the despreading of spread-coded training symbol sequences
DE3029518C2 (en) Pulse Doppler radar with a circuit arrangement for coherent integration
DE4130863C2 (en) Digital messaging system
DE2413607C2 (en) Arrangement for the suppression of signals from moving interference targets in a quadrature radar system
DE102013224664A1 (en) Compensating device for performing channel estimation in channel environment, has input unit that compensates channel distortion in received signal after transformation into frequency domain by Fourier transformation unit
DE60206538T2 (en) Receiver for a mobile radio communication terminal
DE69828378T2 (en) Adaptive equalizer using known and pseudo-known symbols
EP2135414B1 (en) Method for optimizing a minimal-phase transmission characteristic and associated transmission system
DE19741427C2 (en) Linear interpolator for interpolating a sampled signal and linear interpolation method
DE102010032347B4 (en) Method for reducing a multipath transmission channel model

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee